Фторидная переработка основного компонента нитридного ядерного топлива - нитрида урана

• Автор: Попадейкин, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Северск
• Количество страниц: 211 с. : ил.

1 НИТРИДНОЕ ТОПЛИВО И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРАХ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

1.1 Физико-химические свойства нитридов урана

1.2 Кристаллическая структура и фазовые отношения

1.2Л Область от И до 1Л4

1.2.2 Область 11Ы - и2Н3 (полуторный нитрид урана)

1.2.3 Область и2Из-Ш2

1.3 Получение нитридов урана

1.4 Перспективы использования нитридного топлива

2 СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЛУЧЁННОГО НИТРИДНОГО ТОПЛИВА

2.1 Свойства облученного нитридного топлива

2.2 Переработка нитридного топлива на основе Р1ЖЕХ-процесса

2.3 Пирохимическая переработка облученного нитридного топлива
2.4 ЫИЕХ-технология переработки нитридного топлива
2.5 Переработка топлива в расплавах фторидных солей
3 ПЕРЕРАБОТКА НИТРИДНОГО ТОПЛИВА ФТОРИРОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТНЫМ ФТОРОМ
3.1 Обоснование процесса фторирования нитридного топлива элементным фтором
3.2 Термодинамический анализ реакций фторирования нитрида урана элементным фтором
3.3 Кинетика процесса фторирования нитрида урана
3.4 Обоснование процесса фторирования Ы-Ри нитридного топлива в пламенном реакторе

>ф 4 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФТОРИРОВАНИЯ
НИТРИДА УРАНА В ГАЗОВЗВЕСИ С ЭЛЕМЕНТНЫМ ФТОРОМ
4.1 Постановка задачи
4.2 Описание математической модели
4.3 Результаты расчетов и их обсуждение
5 ПЕРЕРАБОТКА ГЕКСАФТОРИДА УРАНА
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
5.1 Взаимодействие гексафторида урана с фторидами щелочных
металлов
5.2 Переходные электродные процессы
5.3 Спектр Шч в эвтектике ир-ИаГ-КЕ
5.4 Электропроводность смесей расплавленных солей
5.5 Предлагаемый способ переработки гексафторида урана электролитическим методом
6 ПРИСТАНЦИОННЫЙ РАДИОХИМИЧЕСКИЙ МИНИЗАВОД ПО
♦ ФТОРИДНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТРАБОТАВШЕГО
УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО НИТРИДНОГО ТОПЛИВА
РЕАКТОРА БРЕСТ-1200
Выводы
Литература
Приложения

Развитие ядерной энергетики является объективной необходимостью. Рост потребления электроэнергии - это закономерность развития общества.
Атомная энергетика - лидер в соревновании технологий, претендирую-щих на основной вклад в покрытии потребности в электрической энергии.
Достигнутый уровень науки и техники позволяет в ближайшей исторической перспективе освоить новые технологии атомной энергетики, которые отличаются свойством "свободные от катастроф", решают вопросы радиоактивных отходов и имеют экономические и экологические преимущества по сравнению с альтернативными. Эта технология получила название "Атомная энергетика, свободная от катастроф" или АЭС четвёртого поколения с водоводяными блоками мощностью 1500 МВт.
Однако после интенсивного всплеска строительства атомных станций в 60-70х годах прошлого века в настоящее время доля атомной энергетики в мире не превышает 17 %. Более того, высокоразвитые страны, например, родоначальник создания ядерной энергетики - Германия, приняла программу о прекращении строительства ядерных реакторов и закрытии всех действующих атомных станций к 2030 г. Причина этого в том, что ни в одной стране мира не разработан и не осуществлён замкнутый ядерный топливный цикл. Происходит постоянное образование и накопление больших количеств высокорадиоактивных продуктов деления, делящихся и неделящихся радиоактивных изотопов тяжёлых элементов. Все проекты по применению смешанного уран-плутониевого топлива в ядерных реакторах на тепловых нейтронах с загрузкой Уз активной зоны МОХ-топливом, не привели к решению основной задачи - сжиганию плутония из-за того, что они имеют "нулевой" баланс по плутонию.
Ядерная энергетика на порядок большего масштаба, чем нынешний, может быть развита только на основе конкурентоспособных бридеров, работающих в замкнутом топливном цикле. Накопление реакторами на тепловых
и, Ри Отходы
Отходящие газы N0«, I, Кг, Хе '"СОг+^СРг
Выделение
,5м2
Рисунок 2.1- Начальные этапы переработки уран-плутониевого нитридного топлива